電流的分類和特點(diǎn)

1、、電流的分類和特點(diǎn)依據(jù)電的性質(zhì)劃分，電流可分為直流電與交流電。（一）直流電：是指方向不隨時間變化的電流，直流電的正負(fù)極是固定不變的。1. 輸送相同功率時，直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/31/2 。直流輸電采用兩線制， 以大地或海水作回線， 與采用三線制三相交流輸電相比， 在輸電 線載面積相同和電流密度相同的條件下，即使不考慮趨膚效應(yīng)，也可以輸送相同的電功率， 而輸電線和絕緣材料可節(jié)約 1/3 。如果考慮到趨膚效應(yīng)和各種損耗 （絕緣材料的介質(zhì)損耗、 磁感應(yīng)的渦流損耗、 架空線的 電暈損耗等），輸送同樣功率交流電所用導(dǎo)線截面積大于或等于直流輸電所用導(dǎo)線的截面積 的 1.33 倍。因此，直流輸電

2、所用的線材幾乎只有交流輸電的一半。同時，直流輸電桿塔結(jié) 構(gòu)也比同容量的三相交流輸電簡單，線路走廊占地面積也少。2. 在電纜輸電線路中，直流輸電沒有電容電流產(chǎn)生，而交流輸電線路存在電容電流， 引起損耗。在一些特殊場合，必須用電纜輸電。例如高壓輸電線經(jīng)過大城市時，采用地下電纜；輸 電線經(jīng)過海峽時， 要用海底電纜。 由于電纜芯線與大地之間構(gòu)成同軸電容器， 在交流高壓輸 電線路中，空載電容電流極為可觀。一條200kV的電纜，每千米的電容約為0.2卩F,每千米需供給充電功率約 3X 103kw,在每千米輸電線路上，每年就要耗電2.6 x 107kw/h。而在直流輸電中，由于電壓波動很小，基本上沒有電容電

3、流加在電纜上。3. 直流輸電時，其兩側(cè)交流系統(tǒng)不需同步運(yùn)行，而交流輸電必須同步運(yùn)行。交流遠(yuǎn)距 離輸電時， 電流的相位在交流輸電系統(tǒng)的兩端會產(chǎn)生顯著的相位差； 并網(wǎng)的各系統(tǒng)交流電的 頻率雖然規(guī)定統(tǒng)一為 50HZ,但實際上常產(chǎn)生波動。這兩種因素引起交流系統(tǒng)不能同步運(yùn)行， 需要用復(fù)雜龐大的補(bǔ)償系統(tǒng)和綜合性很強(qiáng)的技術(shù)加以調(diào)整， 否則就可能在設(shè)備中形成強(qiáng)大的 循環(huán)電流損壞設(shè)備， 或造成不同步運(yùn)行的停電事故。 在技術(shù)不發(fā)達(dá)的國家里， 交流輸電距離 一般不超過300km而直流輸電線路互連時，它兩端的交流電網(wǎng)可以用各自的頻率和相位運(yùn)行， 不需進(jìn)行同步調(diào)整。4. 直流輸電發(fā)生故障的損失比交流輸電小。兩個交流系統(tǒng)

4、若用交流線路互連，則當(dāng)一側(cè)系統(tǒng)發(fā)生短路時， 另一側(cè)要向故障一側(cè)輸送短路電流。 因此使兩側(cè)系統(tǒng)原有開關(guān)切斷短路 電流的能力受到威脅，需要更換開關(guān)。而直流輸電中，由于采用可控硅裝置，電路功率能迅 速、方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)， 直流輸電線路上基本上不向發(fā)生短路的交流系統(tǒng)輸送短路電流，故障側(cè)交流系統(tǒng)的短路電流與沒有互連時一樣。因此不必更換兩側(cè)原有開關(guān)及載流設(shè)備。5. 穩(wěn)恒的直流電不產(chǎn)生電磁輻射，由于只產(chǎn)生電場不產(chǎn)生交變磁場，即使是超高壓直流電，它也只是電場強(qiáng)到使空氣電離而發(fā)光，此時的光輻射是空氣電離發(fā)出的，并不是導(dǎo)線，不產(chǎn)生電磁波。所謂的電磁輻射就是能量以電磁波形式從輻射源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。電流在導(dǎo)體內(nèi)的流動

5、會產(chǎn)生電場，電流在導(dǎo)體內(nèi)變化會產(chǎn)生磁場，因此輻射出去的叫電磁波。（二）交流電：交流電也稱“交變電流”，簡稱“交流”。一般指大小和方向隨時間作周 期性變化的電壓或電流。 它的最基本的形式是正弦電流。交流電的正負(fù)極交替變化，沒有固定，所以交流電有“頻率”的概念。1. 單相交流電（1）單相交流電是用一根直導(dǎo)線在均勻磁場中作等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時所產(chǎn)生的電流。（2）單相供電只需兩根線即可。（3）產(chǎn)生原理：T410如上圖（b）所示，是一臺最簡單的發(fā)電機(jī)。它有一對磁極N、S,有一組N匝線圈，兩個滑環(huán)和兩個電刷，線圈兩端分別接到兩個滑環(huán)上，滑環(huán)固定在轉(zhuǎn)軸上與轉(zhuǎn)軸絕緣。每一個滑環(huán)放著一個靜止的電刷，利用滑環(huán)與電刷的滑

6、動接觸，將線圈和負(fù)載連接。圖（a）所示的線圈固定、磁極旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)。當(dāng)原動機(jī)帶動磁極旋轉(zhuǎn)時，線圈不斷地切割磁力線產(chǎn)生感 應(yīng)電動勢，由于外接負(fù)載形成閉合回路，就有電流流通。電流的大小和線圈在磁場中的位置有關(guān)，當(dāng)線圈和磁極平行時，不切割磁力線，因此不產(chǎn)生電流。如果線圈與磁場垂直時，則 線圈切割磁力線最多，電流就最大，再由最大到零。在旋轉(zhuǎn)則切割磁力線方向開始改變，電流方向也開始轉(zhuǎn)變。故此不斷地循環(huán)旋轉(zhuǎn)，就產(chǎn)生了大小和方向不斷變化的交流電。因為只有一組線圈，所以只產(chǎn)生一相交流電，故稱為單相交流電。2. 三相交流電（1）三相交流電是由三個頻率相同、電勢振幅相等、相位差互差120°角的交流電路組

7、成的電力系統(tǒng)。目前，我國生產(chǎn)、配送的都是三相交流電。IO（2）三相供電至少須有三根導(dǎo)線。最多可有五根線，分別為三根火線（A/B/C ）和一根零線（N），還有一根接地線（G）。（3）三相交流電比單相交流電有很多優(yōu)越性，在用電方面，三相電動機(jī)比單相電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，性能好；在送電方面，采用三相制，在相同條件下比單相輸電節(jié)約輸 電線用銅量。實際上單相電源就是取三相電源的一相，因此，三相交流電得到了廣泛的應(yīng)用。3. 零線與火線：零線始終和大地是等電位的，因此交流電的火線的一個完整周期就是，如果在0秒時與零線電位相同，火線上對地電壓為0;過0.005秒后，火線上對地電壓達(dá)到最大（峰值）為高于大地

8、；再過 0.005秒，火線上對地電壓又降為0;再過0.005秒，火線對地電壓降到最低點(diǎn)，零線對火線達(dá)到峰值；再過0.005秒，又重新上升到與零線電位相同，火線上對地電壓為 0?？梢钥闯?，交流電雖然隨周期改變電流方向，但零線對地電壓始終是相同的，為0。接用電器后零線有電流，電流變化規(guī)律與電壓相同。供電中的火線對于地面的人體永遠(yuǎn)存在危險，而零線一般是安全的。4. 供電電壓分為線電壓和相電壓兩種。（1） 線電壓：線電壓就是相間電壓，即三相電路中A、B C任意兩根火線之間的電壓。 線電壓標(biāo)準(zhǔn)值為 380V。（2）相電壓：相電壓就是單相對地電壓，即任一根火線與零線之間的電壓。相電壓標(biāo) 準(zhǔn)值為220V。（3）線電壓與相電壓的關(guān)系：在低壓配電網(wǎng)中，輸電線路一般采用三相四線，其中三條線路分別代表 A,B,C三相，不分裂，另一條是中性線 N （區(qū)別于零線，在進(jìn)入用戶的單相輸電線路中，有兩條線，一條我 們稱為火線，另一條我們稱為零線，零線正常情況下要通過電流以構(gòu)成單相線路中電流的回 路，而三相系統(tǒng)中，三相自成回路，正常情況下中性